EP0689670B1 - Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel - Google Patents

Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel Download PDF

Info

Publication number
EP0689670B1
EP0689670B1 EP94909046A EP94909046A EP0689670B1 EP 0689670 B1 EP0689670 B1 EP 0689670B1 EP 94909046 A EP94909046 A EP 94909046A EP 94909046 A EP94909046 A EP 94909046A EP 0689670 B1 EP0689670 B1 EP 0689670B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
measuring
compensation
lines
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94909046A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0689670A1 (de
Inventor
Rolf Enderes
Anno Schoroth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold AG
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold AG, Balzers und Leybold Deutschland Holding AG filed Critical Leybold AG
Publication of EP0689670A1 publication Critical patent/EP0689670A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0689670B1 publication Critical patent/EP0689670B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L21/00—Vacuum gauges
    • G01L21/10—Vacuum gauges by measuring variations in the heat conductivity of the medium, the pressure of which is to be measured
    • G01L21/12—Vacuum gauges by measuring variations in the heat conductivity of the medium, the pressure of which is to be measured measuring changes in electric resistance of measuring members, e.g. of filaments; Vacuum gauges of the Pirani type

Definitions

  • the invention relates to a method of operation a regulated heat conduction vacuum meter with a measuring cell, which is a Wheatstone bridge with supply voltage and Measuring voltage taps includes, a supply and Measuring device and a connecting cable containing several lines.
  • the invention also relates to the Implementation of this procedure appropriate circuits.
  • Thermal conduction vacuum gauges take advantage of the fact that a temperature-dependent resistance element at higher Gas pressures, i.e. greater particle number density, more heat is dissipated than at lower gas pressures.
  • this is temperature dependent Resistance element a measuring wire, which is in a Wheatstone Bridge is switched on.
  • the uncontrolled Pirani vacuum meter causes a change in resistance of the measuring wire Detuning of the bridge, which is used as a measure of the pressure becomes.
  • the regulated Pirani the one at the bridge lying supply voltage constantly regulated so that the Resistance and thus the temperature of the measuring wire independently remain constant from the heat emission.
  • the current required for the resistance value is a measure for the thermal conductivity and thus for the pressure of the Gas.
  • the Wheatstone Bridge is usually crossed Tracking the bridge supply voltage for minimal detuning adjusted. The bridge supply voltage is therefore the primary electrical value corresponding to pressure.
  • EP-A-202 547 belongs to the prior art. This is a measuring head for a thermal conduction vacuum meter or a similar device is known. There is one in the measuring head Wheatstone Bridge. The stands over several lines Measuring head with a supply voltage source and a display device in connection. For measuring errors with increasing length of connecting lines increase, and their elimination will not mentioned in the document mentioned.
  • the present invention is based on the object Avoid measurement errors mentioned and also the line length adjustment to automate.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the voltage of a supply voltage tap of the Wheastone bridge in the measuring cell is registered without current via one of the lines of the connecting cable, and from this the voltage (U L ) falling across the lines as a signal for line length comparison and is taken into account when measuring values.
  • the currentless registration of the voltage value of one of the two voltage taps permits the calculation of the resistance of a line of the connecting cable or at least the formation of a voltage value U L which corresponds to the resistance of the connecting line.
  • U Br U ' Br - 2 x U L the actual bridge supply voltage U Br can be determined from U ' Br (bridge supply voltage generated in the measuring device) and U L.
  • the measured value is generated, for example, with the aid of a microprocessor or a suitable analog circuit, then the value U L can be taken into account continuously in the formation of the measured value in accordance with the given equation. Changes in the resistance of the connecting lines associated with a cable change or changes in temperature are automatically taken into account. Special manual measures are no longer required.
  • the circuit shown in FIG. 1 comprises the Wheatstone bridge 1 with its branches 2 to 5.
  • the measuring wire 6 and the resistors 7 to 9 are located in these branches.
  • the taps 12 to 15 are located between the branches, the taps 12 , 13 the feed diagonal and the taps 14, 15 form the measuring diagonal.
  • the regulated supply voltage U Br is present at the attacks 12 and 13, attack 13 being at ground potential.
  • the taps 14, 15 of the measuring diagonals are connected to the amplifier 16, with the aid of which the supply voltage is constantly regulated in such a way that the resistance of the measuring wire (and thus its temperature) remain constant regardless of the heat emission.
  • the display device 17 is provided in a known manner.
  • the resistor 9 is temperature-dependent in a manner known per se educated. This makes it possible to compensate for disturbing temperature influences of the measuring wire 6.
  • the Wheatstone bridge 1 with its measuring wire 6 arranged in a suitable housing form the pressure sensor or the measuring cell 18.
  • the other components which are not all shown are part of one with the measuring cell 18 via a multi-core Cable 19 connected measuring device 21.
  • the cable 19 includes the connecting lines 22 to 26 and is detachably connected to the sensor or the measuring device 21 via plug connections 27, 28, respectively.
  • the connecting lines 23, 24 connect the taps 14, 15 of the measuring diagonals to the amplifier 16. If the bridge 1 is detuned, the supply voltage U Br is adjusted in such a way that the bridge is tuned again.
  • the connecting lines 22, 25 serve to supply the bridge 1.
  • the bridge feed current I flows through them. In the case of longer connecting cables, the resistance of the connecting lines is no longer negligible.
  • FIG. 1 there is a further connecting line 26 which is identical to the other connecting lines 22 to 25 and which connects the supply voltage tap 13 to the measuring device 21.
  • the supply voltage tap 13 is not at ground potential because of the voltage U L dropping across line 25.
  • the line 26 registers or measures the voltage at 13 without current.
  • a 29 denotes a microprocessor or an analog circuit in which the measured value processing takes place.
  • the voltage U L is entered as a correction value.
  • the microprocessor or the analog circuit takes U L into account in accordance with equation 1, so that instead of the bridge supply voltage U ' Br generated in the measuring device, the actual bridge supply voltage U Br can be displayed.
  • U L can also be determined by currentless measurement of the voltage at the supply voltage tap 12. U L then results from the difference between the voltage measured at 12 and the supply voltage U ' Br generated in the measuring device.
  • additional components are provided which enable the zero point of the measuring thread 6 to be corrected.
  • These components include an amplifier located in the measuring device 21 and arranged between the controller 16 and the microprocessor 29 - consisting of the resistors 31, 32, 33 and the amplifier 34 - and an adjustable resistor 35 R P located in the sensor 18.
  • One side of the resistor 35 and the amplifier are connected to one another via the line 36.
  • a balancing voltage U A (component 38 in the measuring device) is applied to the other side of the resistor 35 via the line 37.
  • the zero point correction is carried out in such a way that the resistor 35 is adjusted until the value 0 is displayed at a pressure of 0.
  • the set correction voltage is transmitted to the measuring device via line 36 and superimposed on the measured value with the aid of the controller.
  • the circuit according to FIG. 3 corresponds to the circuit according to FIG. 2.
  • the line resistance adjustment and the zero point correction are combined in such a way that one connecting line is omitted, ie one of the connecting lines can be used for two functions.
  • the supply voltage tap 13 is connected to the resistor 35 via the resistor 41 (R Vb ).
  • the lines 26, 36 are combined to form a line 40.
  • the switch 42 is provided, with which the common line 40 (26, 36) can be connected to earth potential on the measuring device side.
  • Switch 44 must be closed during the measurement of the zero adjustment.
  • the switch 42 can be open or closed. If it is closed, then after the application of the voltage U A and depending on the setting of the resistor 35, the line 37 is at a voltage proportional to the “zero voltage” U o . This voltage value is given to the adder with the amplifier 34 or - cf. Figure 5 - supplied to a software that takes the zero voltage into account when processing measured values. If the switch 42 is open, the voltage drop across R vb must be taken into account when calculating the voltage U o .
  • the resistor 41 as a connection between the tap 13 and the resistor 35 is necessary if the invention Measuring cells 18 with measuring devices already on the market 21 should be compatible. With adapted measuring devices the connection between tap 13 and resistor 35 also be a short circuit. In this case, during the Zero adjustment of the switch 44 must be closed. The position the switch 42 is arbitrary.
  • FIG. 4 shows an embodiment for the measuring device 21, which largely corresponds to the embodiment according to FIG. 3.
  • temperature compensation is provided, which consists of the module 46 and the resistor 47.
  • a computer module 48 is provided, which is used for processing the measured values, taking into account the correction values U L , U o and U 2 (only FIG. 6).
  • the block has 48 control functions by causing the zero adjustment and the line resistance adjustment at the desired times. Dashed lines indicate that the module 48 causes the switches 42, 44 formed by transistors to open and close and the adjustment voltage U A to be applied.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines geregelten Wärmeleitungsvakuummeters mit einer Meßzelle, die eine Wheatstone'sche Brücke mit Speisespannungsund Meßspannungsabgriffen umfaßt, einem Versorgungs- und Meßgerät sowie einem mehrere Leitungen enthaltenden Verbindungskabel. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Schaltungen.
Wärmeleitungsvakuummeter nutzen die Tatsache aus, daß von einem temperaturabhängigen Widerstandselement bei höheren Gasdrücken, also größerer Teilchenzahldichte, mehr Wärme abgeführt wird als bei niedrigeren Gasdrücken. Beim Wärmeleitungsvakuummeter nach Pirani ist das temperaturabhängige Widerstandselement ein Meßdraht, der in eine Wheatstone'sche Brücke eingeschaltet ist. Beim ungeregelten Pirani-Vakuummeter bewirkt eine Widerstandsänderung des Meßdrahtes eine Verstimmung der Brücke, welche als Maß für den Druck herangezogen wird. Beim geregelten Pirani wird die an der Brücke liegende Speisespannung ständig derart geregelt, daß der Widerstand und damit die Temperatur des Meßdrahtes unabhängig von der Wärmeabgabe konstant bleiben. Der zur Konstanthaltung des Widerstandswertes benötigte Strom ist ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit und damit für den Druck des Gases. Üblicherweise wird die Wheatstone'sche Brücke durch Nachführen der Brückenspeisespannung auf minimale Verstimmung abgeglichen. Die Brückenspeisespannung ist damit der zum Druck korrespondierende primäre elektrische Wert.
Bei Wärmeleitungsvakuummetern besteht häufig die Notwendigkeit, Meßzelle und Meßgerät räumllich weit voneinander entfernt betreiben zu müssen. Dazu ist es erforderlich, Meßzelle und Meßgerät über ein entsprechend langes Kabel miteinander zu verbinden. Bei längeren Kabeln haben die Leitungen, die Bestandteil des Kabels sind und in der Regel gleiche elektrische Eigenschaften haben, nicht mehr zu vernachlässigende Widerstände. Die im Meßgerät erzeugte, der Nachführung der Brückenspeisespannung dienende Spannung, die auch als Meßwert verwendet wird, entspricht deshalb wegen des Spannungsabfalls auf den Verbindungsleitungen nicht mehr der tatsächlichen Brückenspeisespannung. Daraus resultiert ein Meßfehler, der mit steigender Länge des Verbindungskabels zunimmt. Ursache weiterer Meßfehler sind Temperatur- und damit Widerstandsänderungen der Leitungen des Verbindungskabels.
Bei Wärmeleitungsvakuummetern nach dem Stand der Technik wird nach der Herstellung der Verbindung zwischen Meßzelle und Meßgerät manuell ein Leitungslängenabgleich vorgenommen. Entweder werden dazu eine der Brückenspannung und, der Kabellänge proportionale Spannung oder - bei mikroprozessor-gesteuerten Geräten - die Kabellänge selbst eingegeben. Die eingegebenen Werte werden dann bei der Bildung des Druckmeßwertes berücksichtigt. Ein Leitungslängenabgleich dieser Art muß nach jedem Kabelwechsel erneut - manuell - durchgeführt werden. Die Meßfehler, die von temperatur- bzw. betriebsbedingten Widerstandsschwankungen des Verbindungskabels und der Brücke verursacht werden, bleiben dabei unberücksichtigt.
Zum Stand der Technik gehört der Inhalt der EP-A-202 547. Daraus ist ein Meßkopf für ein Wärmeleitungsvakuummeter oder ein ähnliches Gerät bekannt. Im Meßkopf befindet sich eine Wheatstone'sche Brücke. Über mehrere Leitungen steht der Meßkopf mit einer Speisespannungsquelle und einem Anzeigegerät in Verbindung. Auf Meßfehler, die mit steigender Länge der Verbindungsleitungen zunehmen, und deren Beseitigung wird in der genannten Schrift nicht eingegangen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Meßfehler zu vermeiden und außerdem den Leitungslängenabgleich zu automatisieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Spannung eines Speisespannungsabgriffes der in der Meßzelle befindlichen Wheastone'schen Brücke über eine der Leitungen des Verbindungskabels stromlos registriert, daraus die über den Leitungen abfallende Spannung (UL) als Signal zum Leitungslängenabgleich ermittelt und bei der Meßwertbildung berücksichtigt wird. Die stromlose Registrierung des Spannungswertes eines der beiden Spannungsabgriffe erlaubt die Berechnung des Widerstandes einer Leitung des Verbindungskabels oder zumindest die Bildung eines Spannungswertes UL, der dem Widerstand der Verbindungsleitung entspricht. Nach der Gleichung (Gl.1)    UBr = U'Br - 2 x UL kann die tatsächliche Brückenspeisespannung UBr aus U'Br (im Meßgerät erzeugte Brückenspeisespannung) und UL ermittelt werden. Erfolgt die Meßwertbildung beispielsweise mit Hilfe eines Mikroprozessors oder einer geeigneten Analogschaltung, dann kann der Wert UL laufend bei der Meßwertbildung entsprechend der angegebenen Gleichung berücksichtigt werden. Mit einem Kabelwechsel oder mit Temperaturänderungen verbundene Widerstandsänderungen der Verbindungsleitungen werden automatisch berücksichtigt. Besondere manuelle Maßnahmen sind nicht mehr erforderlich.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
Die in Figur 1 dargestellte Schaltung umfaßt die Wheatstone'sche Brücke 1 mit ihren Zweigen 2 bis 5. In diesen Zweigen befinden sich der Meßdraht 6 und die Widerstände 7 bis 9. Zwischen den Zweigen befinden sich die Abgriffe 12 bis 15, wobei die Abgriffe 12, 13 die Speisediagonale und die Abgriffe 14, 15 die Meßdiagonale bilden. An den Angriffen 12 und 13 liegt die geregelte Speisespannung UBr an, wobei Angriff 13 auf Erdpotential liegt. Die Abgriffe 14, 15 der Meßdiagonalen sind mit dem Verstärker 16 verbunden, mit dessen Hilfe die Speisespannung ständig derart geregelt wird, daß der Widerstand des Meßdrahtes (und damit seine Temperatur) unabhängig von der Wärmeabgabe konstant bleiben. Zur Anzeige des Druckes, der der Speisespannung entspricht, ist in bekannter Weise das Anzeigegerät 17 vorgesehen.
Der Widerstand 9 ist in an sich bekannter Weise temperaturabhängig ausgebildet. Dadurch besteht die Möglichkeit, störende Temperatureinflüsse des Meßdrahtes 6 zu kompensieren.
Die Wheatstone'sche Brücke 1 mit ihrem in einem geeigneten Gehäuse angeordneten Meßdraht 6 bilden den Drucksensor bzw. die Meßzelle 18. Die weiteren nicht sämtlich dargestellten Bauteile (Versorgung, Verarbeitung, Anzeige 17 usw.) sind Bestandteil eines mit der Meßzelle 18 über ein mehradriges Kabel 19 verbundenen Meßgerätes 21. Das Kabel 19 umfaßt die Verbindungsleitungen 22 bis 26 und ist jeweils über Steckverbindungen 27, 28 mit dem Sensor bzw. dem Meßgerät 21 lösbar verbunden. Die Verbindungsleitungen 23, 24 verbinden die Abgriffe 14, 15 der Meßdiagonalen mit dem Verstärker 16. Bei einer Verstimmung der Brücke 1 wird die Speisespannung UBr derart nachgeführt, daß die Brücke wieder abgestimmt wird. Die Verbindungsleitungen 22, 25 dienen der Versorgung der Brücke 1. Durch sie fließt der Brückenspeisestrom I. Bei längeren Verbindungskabeln ist der Widerstand der Verbindungsleitungen nicht mehr vernachlässigbar. Über diesen Leitungen fällt deshalb die Spannung UL ab. Die tatsächlich über der Brücke 1 abfallende Spannung UBr entspricht deshalb nicht mehr der im Meßgerät 21 erzeugten Brückenspeisespannung U'Br. Es gilt die bereits oben erwähnte Beziehung zwischen UBr, U'Br und UL (Gl. 1).
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine weitere, mit den übrigen Verbindungsleitungen 22 bis 25 identische Verbindungsleitung 26 vorhanden, welche den Speisespannungsabgriff 13 mit dem Meßgerät 21 verbindet. Der Speisespannungsabgriff 13 liegt wegen der über der Leitung 25 abfallenden Spannung UL nicht auf Erdpotential. Über die Leitung 26 erfolgt stromlos die Registrierung oder Messung der Spannung bei 13. Mit 29 ist ein Mikroprozessor oder eine Analogschaltung bezeichnet, in welchem die Meßwertverarbeitung stattfindet. Als Korrekturwert wird die Spannung UL eingegeben. Der Mikroprozessor oder die Analogschaltung berücksichtigt UL entsprechend Gleichung 1, so daß statt der im Meßgerät erzeugten Brückenspeisespannung U'Br die tatsächliche Brückenspeisespannung UBr angezeigt werden kann.
UL kann auch durch stromlose Messung der Spannung am Speisespannungsabgriff 12 bestimmt werden. UL ergibt sich dann aus der Differenz der bei 12 gemessenen Spannung und der im Meßgerät erzeugten Speisespannung U'Br.
Bei der Schaltung nach Figur 2 sind zusätzlich Bauteile vorgesehen, die eine Nullpunktkorrektur des Meßfadens 6 ermöglichen. Diese Bauteile umfassen einen im Meßgerät 21 befindlichen, zwischen dem Regler 16 und dem Mikroprozessor 29 angeordneten Verstärker - bestehend aus den Widerständen 31, 32, 33 und dem Verstärker 34 - und einem im Sensor 18 befindlichen, einstellbaren Widerstand 35 RP. Über die Leitung 36 sind eine Seite des Widerstandes 35 und der Verstärker miteinander verbunden. An die andere Seite des Widerstandes 35 wird über die Leitung 37 eine Abgleichsspannung UA (Bauteil 38 im Meßgerät) gelegt. Die Nullpunktkorrektur erfolgt in der Weise, daß der Widerstand 35 so lange verstellt wird, bis bei einem Druck 0 der Wert 0 angezeigt wird. Die eingestellte Korrekturspannung wird über die Leitung 36 in das Meßgerät übertragen und mit Hilfe des Reglers dem Meßwert überlagert.
Die Schaltung nach Figur 3 entspricht der Schaltung nach Figur 2. Es sind jedoch der Leitungswiderstandsabgleich und die Nullpunktkorrektur derart kombiniert, daß eine Verbindungsleitung entfallen ist, d.h., eine der Verbindungsleitungen für zwei Funktionen genutzt werden kann. Dazu ist der Speisespannungsabgriff 13 über den Widerstand 41 (RVb) mit dem Widerstand 35 verbunden. Die Leitungen 26, 36 sind zu einer Leitung 40 zusammengefaßt. Weiterhin ist der Schalter 42 vorgesehen, mit dem die gemeinsame Leitung 40 (26, 36) meßgeräteseitig auf Erdpotential gelegt werden kann. Schließlich befinden sich der Widerstand 43 (Rv) und ein Schalter 44 zwischen der Leitung 37 und dem der Erzeugung der Abgleichspannung UA dienenden Bauteil 38.
Zur Messung des Spannungsabfalles auf den Versorgungsleitungen der Brücke muß der Schalter 42 geöffnet sein. Der Versorgungsstrom der Brücke fließt über die Leitung 25 zur Masse des Meßgerätes. Über den Widerstand 41 und die Leitung 40 steht der Speisespannungsabgriff 13 mit dem Meßgerät 21 in Verbindung, so daß man meßgeräteseitig eine dem Spannungsabfall auf der Masseleitung gleiche bzw. proportionale Spannung stromlos messen kann. Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden:
  • a) Sind die Schalter 42 und 44 geöffnet, so ist die bei 45 (meßgeräteseitiger Punkt der Leitung 40) gemessene Spannung gleich dem Spannungsabfall UL auf der Masseleitung.
  • b) Ist der Schalter 42 offen und der Schalter 44 geschlossen, so ist die Spannung bei 45 abhängig vom Spannungsabfall auf der Masseleitung und vom Spannungsabfall über dem Widerstand 41 aufgrund der Stellung des Potentiometers 35 für den Nullabgleich. In diesem Fall muß zuerst der Widerstand 35 berechnet werden. Dieser kann mit ausreichender Genauigkeit nach der folgenden Gleichung berechnet werden, wenn die beiden Schalter 42 und 44 geschlossen sind: (Gl. 2)     URP UA = Uo UA = Rp Rv + Rp    (Uo = Nullspannung) Dabei wird vorausgesetzt, daß Rv + Rvb >> RL (Widerstand der Leitungen).
    • Aus Gleichung 2 kann Rp berechnet werden. Da der Widerstand Rp jetzt bekannt ist, kann die Spannung aufgrund des Spannungsabfalls auf der Masseleitung berechnet werden. UL = U(bei 45) - UA/(Rv+Rp+Rvb) x Rvb. Nachdem der Spannungsabfall auf der Masseleitung bekannt ist, kann die Brückenspannung UBr aus Gleichung 1 berechnet werden.
    Während der Messung des Nullabgleichs muß der Schalter 44 geschlossen sein. Der Schalter 42 kann offen oder geschlossen sein. Ist er geschlossen, dann liegt nach dem Anlegen der Spannung UA und in Abhängigkeit von der Einstellung des Widerstandes 35 die Leitung 37 auf einer der "Nullspannung" Uo proportionalen Spannung. Dieser Spannungswert wird auf den Addierer mit dem Verstärker 34 gegeben oder - vgl. Figur 5 - einer Software zugeführt, die die Nullspannung bei der Meßwertverarbeitung berücksichtigt. Ist der Schalter 42 offen, muß zur Berechnung der Spannung Uo der Spannungsabfall über Rvb berücksichtigt werden.
    Der Widerstand 41 als Verbindung zwischen dem Abgriff 13 und dem Widerstand 35 ist notwendig, wenn erfindungsgemäße Meßzellen 18 mit bereits auf dem Markt befindlichen Meßgeräten 21 kompatibel sein sollen. Bei angepaßten Meßgeräten kann die Verbindung zwischen Abgriff 13 und Widerstand 35 auch ein Kurzschluß sein. In diesem Fall muß während des Nullabgleichs der Schalter 44 geschlossen sein. Die Stellung des Schalters 42 ist beliebig.
    Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform für das Meßgerät 21, das weitgehend der Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht. Zusätzlich ist eine Temperaturkompensation vorgesehen, die aus dem Baustein 46 und dem Widerstand 47 besteht. Dem Baustein 46 wird die Spannung UBr und die Spannung U2 (Spannungabfall über Widerstand 9) des Meßdiagonalenabgriffes 15 zugeführt. Aus diesen Werten wird im Baustein 46 ein dem Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 9 entsprechender Spannungswert UT gebildet, und zwar nach der Formel UT = U2 UBr - U2 . k    k = Proportionalitätsfaktor
    Dadurch besteht die Möglichkeit, laufend Korrektursignale zu erzeugen, die die Temperaturabhängigkeit berücksichtigen und deshalb zur Bildung exakter Meßwerte herangezogen werden können, indem sie über den Widerstand 47 auf den Regler mit dem Verstärker 34 gegeben werden.
    Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 5 und 6 ist ein Computerbaustein 48 vorgesehen, der der Meßwertverarbeitung unter Berücksichtigung der Korrekturwerte UL, Uo und U2 (nur Fig. 6) dient. Zusätzlich hat der Baustein 48 Steuerfunktionen, indem er zu den gewünschten Zeitpunkten den Nullabgleich und den Leitungswiderstandsabgleich veranlaßt. Durch gestrichelte Linien ist angedeutet, daß vom Baustein 48 das Öffnen und Schließen der von Transistoren gebildeten Schalter 42, 44 und das Anlegen der Abgleichspannung UA veranlaßt wird. Die mit dem beschriebenen Gerät durchgeführten Druckmessungen sind trotz veränderter Kabellängen, sich ändernder Kabeltemperaturen und - falls eine Temperaturkompensation der beschriebenen Art vorgesehen ist - störender Temperatureinflüsse auf den Meßdraht im gesamten Meßbereich weitestgehend meßfehlerfrei.

    Claims (10)

    1. Verfahren zum Betrieb eines geregelten Wärmeleitungsvakuummeters mit einer Meßzelle (18), die eine Wheatstone'sche Brücke (1) mit Speisespannungsabgriffen (12,13) und Meßspannungs abgriffen (14,15) umfaßt, einem Versorgungs- und Meßgerät (21) sowie einem mehrere Leitungen enthaltenden Verbindungskabel (19), dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung eines Speisespannungsabgriffes (12, 13) der in der Meßzelle (18) befindlichen Wheatstone'schen Brücke (1) über eine (26) der Leitungen des Verbindungskabels (19) stromlos registriert, daraus die über den Leitungen (22 bis 26) abfallende Spannung (UL) als Signal zum Leitungslängenabgleich ermittelt und bei der Meßwertbildung berücksichtigt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über zwei weitere Leitungen (36, 37) des Verbindungskabels eine Nullpunktkorrektur vorgenommen wird, indem ein verstellbarer Widerstand (35) in der Meßzelle, der über die beiden Leitungen (36, 37) zum einen mit einer Ausgleichspannung UA versorgt wird und zum anderen mit dem Eingang eines Meßsignal-Verstärkers (34) verbunden ist, so lange verstellt wird, bis bei einem Druck 0 der Wert 0 angezeigt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der stromlosen Messung der Spannung eines Speisespannungsabgriffes (12, 13) dienende Leitung (26) des Verbindungskabels (19) auch für die Nullpunktkorrektur verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert oder die Temperatur eines temperaturabhängigen Widerstandes (9), der Bestandteil der Meßbrücke (1) ist, ermittelt wird und daß ein entsprechendes Signal als temperaturabhängiges Korrektursignal bei der Meßwertbildung berücksichtigt wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zum Leitungslängenabgleich, zur Nullpunktkorrektur und/oder zur Temperaturkompensation dem Eingang eines Meßsignal-Verstärkers (34) oder einem der Meßwertverarbeitung dienenden Computerbaustein (48) zugeführt werden.
    6. Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines geregelten Wärmeleitungsvakuummeters mit einer Meßzelle (18), die eine Wheatstone'sche Brücke (1) mit Speisespannungsabgriffen (12,13), und Meßspannungsabgriffen (14,15) umfaßt, einem Versorgungs- und Meßgerät (21) sowie einem mehrere Leitungen enthaltenden Verbindungskabel (19), dadurch gekennzeichnet, daß neben den der Versorgung der Brücke (1) und der Übertragung des Meßsignals dienenden Leitungen (22 bis 25) eine weitere Verbindungsleitung (26) vorgesehen ist, die der stromlosen Messung des Spannungswertes eines Speisespannungsabgriffes (12, 13) dient.
    7. Schaltung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (18) zusätzlich einen verstellbaren Widerstand (35) zur Nullpunktkorrektur enthält, der vom Meßgerät (21) mit einer Ausgleichsspannung (UA) versorgt wird, und daß eine zweite weitere Leitung (37) vorgesehen ist, die zusammen mit der ersten weiteren Leitung (40) der Übertragung sowohl von Nullpunktkorrektursignalen als auch von Leitungslängenabgleichsignalen dient.
    8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den weiteren Leitungen (37, 40) meßgeräteseitig Schalter (42, 44) zugeordnet sind, mit deren Hilfe Schaltungszustände herbeigeführt werden, die entweder die Nullpunktkorrektur oder den Leitungslängenabgleich ermöglichen.
    9. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wheatstone'sche Brücke in der Meßzelle (18) einen temperaturabhängigen Widerstand (9) enthält und daß im Meßgerät (21) Mittel (46) zur Ermittlung der über diesem temperaturabhängigen Widerstand (9) abfallenden Spannung (U2) zur Bildung eines Signales zur Temperaturkompensation vorhanden sind.
    10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßsignal-Verstärker (34) oder ein Computerbaustein (48) vorgesehen ist, dem die dem Leitungslängenabgleich, der Nullpunktkorrektur und/oder der Temperaturkompensation dienenden Signale zugeführt werden.
    EP94909046A 1993-03-17 1994-02-25 Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel Expired - Lifetime EP0689670B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE4308433 1993-03-17
    DE4308433A DE4308433A1 (de) 1993-03-17 1993-03-17 Wärmeleitungsvakuummeter mit Meßzelle, Meßgerät und Verbindungskabel
    PCT/EP1994/000534 WO1994021994A1 (de) 1993-03-17 1994-02-25 Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0689670A1 EP0689670A1 (de) 1996-01-03
    EP0689670B1 true EP0689670B1 (de) 1998-05-20

    Family

    ID=6483000

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP94909046A Expired - Lifetime EP0689670B1 (de) 1993-03-17 1994-02-25 Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel

    Country Status (5)

    Country Link
    US (1) US5693888A (de)
    EP (1) EP0689670B1 (de)
    JP (1) JP3280981B2 (de)
    DE (2) DE4308433A1 (de)
    WO (1) WO1994021994A1 (de)

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    CN103884466A (zh) * 2014-04-01 2014-06-25 钢研纳克检测技术有限公司 对质谱仪进行真空度测量和控制的方法及设备

    Families Citing this family (12)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE19617238A1 (de) * 1996-04-30 1997-11-06 Leybold Vakuum Gmbh Schaltung zur Temperaturkompensation eines Wärmeleitungsvakuummeters
    US6023979A (en) 1997-07-21 2000-02-15 Helix Technology Apparatus and methods for heat loss pressure measurement
    US6658941B1 (en) * 1997-07-21 2003-12-09 Helix Technology Corporation Apparatus and methods for heat loss pressure measurement
    US6938493B2 (en) * 1997-07-21 2005-09-06 Helix Technology Corporation Apparatus and methods for heat loss pressure measurement
    CH692762A5 (de) * 1997-09-22 2002-10-15 Unaxis Balzers Ag Verfahren zur Messung des Gasdrucks in einem Gefäss sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
    US7249516B2 (en) * 2004-07-28 2007-07-31 Brooks Automation, Inc. Method of operating a resistive heat-loss pressure sensor
    US20060021444A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Helix Technology Corporation Method of operating a resistive heat-loss pressure sensor
    GB0516274D0 (en) * 2005-08-08 2005-09-14 Boc Group Plc Thermal conductivity gauge
    US7331237B2 (en) * 2006-02-01 2008-02-19 Brooks Automation, Inc. Technique for improving Pirani gauge temperature compensation over its full pressure range
    JP4831670B2 (ja) 2006-02-24 2011-12-07 富士通株式会社 試料抵抗測定装置
    US10845263B2 (en) 2018-04-17 2020-11-24 Mks Instruments, Inc. Thermal conductivity gauge
    US12123794B2 (en) 2022-10-11 2024-10-22 Mks Instruments, Inc. Pirani gauge with model of power dissipation

    Family Cites Families (21)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US2726546A (en) * 1952-03-26 1955-12-13 Jr Robert W King Apparatus for measuring fluid flow
    DE2518422A1 (de) * 1975-04-25 1976-11-11 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zur selbsttaetigen kompensation des ohmschen widerstandes der verbindungsleitungen zwischen widerstandsgebern und messgeraeten
    GB1569150A (en) * 1976-10-27 1980-06-11 Cil Electronics Ltd Strain gauge arrangements
    JPS55113904A (en) * 1979-02-26 1980-09-02 Hitachi Ltd Method of zero point temperature compensation for strain-electric signal transducer
    JPS5618721A (en) * 1979-07-24 1981-02-21 Hitachi Ltd Air flow meter
    DE3130817A1 (de) * 1981-08-04 1983-02-24 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Waermeleitungsvakuummeter
    DE3131506A1 (de) * 1981-08-08 1983-03-17 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Verfahren zum betrieb eines geregelten pirani-vakuummeters und dafuer geeignetes pirani-vakuummeter
    DE3202735C2 (de) * 1982-01-28 1985-03-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Widerstandsbrückenschaltung mit einem Zeitteilerwiderstand
    GB8314846D0 (en) * 1983-05-27 1983-07-06 Bell & Howell Co Temperature controlled electronic devices
    DE3427743A1 (de) * 1984-07-27 1986-02-06 Keller AG für Druckmeßtechnik, Winterthur Verfahren zur temperaturkompensation und messschaltung hierfuer
    DD228359A1 (de) * 1984-11-09 1985-10-09 Bauakademie Ddr Normierte messeinrichtung auf der basis einer wheatstone'schen bruecke
    DE3503489A1 (de) * 1985-01-30 1986-07-31 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zur kompensation der temperaturabhaengigkeit von empfindlichkeit und nullpunkt eines piezoresistiven drucksensors
    DE3518388A1 (de) * 1985-05-22 1986-11-27 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Messkopf
    US4635057A (en) * 1985-06-24 1987-01-06 Caterpillar Inc. Remote sensor with compensation for lead resistance
    US4920793A (en) * 1986-05-23 1990-05-01 Djorup Robert Sonny Directional thermal anemometer transducer
    US4872349A (en) * 1986-10-31 1989-10-10 General Electric Company Microcomputerized force transducer
    US4787251A (en) * 1987-07-15 1988-11-29 Tsi Incorporated Directional low differential pressure transducer
    DE3817098A1 (de) * 1988-05-19 1989-11-30 Dieter Dipl Ing Bohn Verfahren zur elektrischen darstellung einer physikalischen messgroesse in form einer impedanzaenderung
    SU1677650A1 (ru) * 1988-10-06 1991-09-15 Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" Термокомпенсированный параметрический преобразователь
    US5135002A (en) * 1989-08-29 1992-08-04 Abbott Laboratories Pressure transducer compensation system
    US5069066A (en) * 1990-05-10 1991-12-03 Djorup Robert Sonny Constant temperature anemometer

    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    CN103884466A (zh) * 2014-04-01 2014-06-25 钢研纳克检测技术有限公司 对质谱仪进行真空度测量和控制的方法及设备
    CN103884466B (zh) * 2014-04-01 2016-03-02 钢研纳克检测技术有限公司 对质谱仪进行真空度测量和控制的方法及设备

    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP0689670A1 (de) 1996-01-03
    JP3280981B2 (ja) 2002-05-13
    DE4308433A1 (de) 1994-09-22
    JPH08507864A (ja) 1996-08-20
    WO1994021994A1 (de) 1994-09-29
    DE59406035D1 (de) 1998-06-25
    US5693888A (en) 1997-12-02

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP0689670B1 (de) Wärmeleitungsvakuummeter mit messzelle, messgerät und verbindungskabel
    DE3634051C2 (de)
    DE1805918A1 (de) Widerstand/Strom-Messumformer
    DE69024184T2 (de) Digitale thermometereinheit mit standardgenauigkeit
    EP0071694B1 (de) Wärmeleitungsvakuummeter
    DE2917237A1 (de) Widerstands-fernabtastschaltung
    EP0689669B1 (de) Temperaturkompensation bei einem geregelten wärmeleitungsvakuummeter
    CH427025A (de) Verfahren zum Betrieb einer Schaltung mit einer Wheatstone'schen Brücke
    CH657703A5 (de) Verfahren zum messen eines vakuums mittels waermeleitung nach pirani und vakuummeter zu dessen ausfuehrung.
    DE1473505B2 (de) Einrichtung zur Luftdruckmessung in Flugzeugen
    EP0202547A2 (de) Messkopf
    DE2839617C2 (de) Meßanordnung
    DE19522347C1 (de) Verfahren und Anordnung zur Stabilisierung der Temperatur eines Heizelementes für einen Gassensor
    EP0896659A1 (de) Schaltung zur temperaturkompensation eines wärmeleitungsvakuummeters
    DE19828055B4 (de) Schaltung zur Ansteuerung wenigstens eines induktiven Sensors
    DE1698235C (de) Schaltungsanordnung zur pH Wert Messung
    DE1094341B (de) Anordnung zur selbsttaetigen Steuerung der Temperatur eines stromdurchflossenen Widerstandes
    DE2031575C3 (de) Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Anzeige des Sollwertes, des Istwertes und der Regelabweichung bei elektronischen Reglern
    DE958160C (de) Temperaturfuehlerschaltung
    DE558393C (de) Vorrichtung zur Anzeige und Regelung des Verhaeltnisses von Messgroessen
    DE1007510B (de) Kompensations-Vorrichtung zum Messen oder Aufzeichnen einer physikalischen Groesse
    DE4205551A1 (de) Schaltung zur temperaturkompensation eines geregelten waermeleitungsvakuummeters
    DE2711774A1 (de) Messgeraet zum automatischen messen des widerstandes und der erwaermung von widerstandsbehafteten elektrischen bauelementen
    DE1045858B (de) Fernmessanlage
    DE889017C (de) Verfahren zur genauen Messung von Vierpoldaempfungen

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19950808

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: BALZERS UND LEYBOLD DEUTSCHLAND HOLDING AKTIENGESE

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 19970214

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: EP

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 59406035

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 19980625

    ITF It: translation for a ep patent filed
    GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

    Effective date: 19980717

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: NV

    Representative=s name: ISLER & PEDRAZZINI AG

    ET Fr: translation filed
    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    26N No opposition filed
    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: CH

    Payment date: 20000119

    Year of fee payment: 7

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20010228

    Ref country code: CH

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20010228

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: PL

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: IF02

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

    Effective date: 20050225

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R082

    Ref document number: 59406035

    Country of ref document: DE

    Representative=s name: VON KREISLER SELTING WERNER, DE

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20130218

    Year of fee payment: 20

    Ref country code: DE

    Payment date: 20130219

    Year of fee payment: 20

    Ref country code: FR

    Payment date: 20130301

    Year of fee payment: 20

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R071

    Ref document number: 59406035

    Country of ref document: DE

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: PE20

    Expiry date: 20140224

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

    Effective date: 20140224

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

    Effective date: 20140226